p-n异质结ZnO/HRP催化剂的制备及其光催化性能研究

p型半导体红磷(HRP)和n型半导体ZnO复合后形成p-n型异质结复合半导体催化剂ZnO/HRP。以Cr(Ⅵ)为模型污染物,研究了ZnO质量分数对催化剂光催化还原性能的影响。结果发现,ZnO/HRP复合光催化剂的光催化还原速率随ZnO质量分数的增加而增大,当ZnO的质量分数为0.25%时,ZnO/HRP复合光催化剂展现出最强的光还原性,其降解速率常数k为5.5×10^-2min^-1,是HRP的14.8倍。光催化机理探究发现,ZnO和HRP复合形成异质结后,可抑制光生电子和空穴的复合,增强光响应性,从而提高了HRP的光催化活性。

ZnS—红磷复合材料的制备及其光催化性能研究

通过水热法制备了ZnS-红磷(ZnS-HRP)复合材料。选择罗丹明B(RhB)和Cr(Ⅵ)为模型污染物,分别考察了ZnS-HRP复合材料的光氧化和光还原性能。结果表明,ZnS-HRP复合光催化剂的光氧化和光还原性能均随着ZnS含量的增加先升高后降低。当ZnS的质量分数为5%时,ZnS5-HRP复合光催化剂展现出最强的光氧化和光还原性能,其在40 min内对RhB和Cr(Ⅵ)光降解率分别达到99.2%和99.7%,降解速率分别是HRP的3.3倍和20.5倍。对光催化机理的进一步研究表明,HRP与ZnS复合后,光响应性增强,电子云密度增加,光生电子和空穴分离,从而提高了HRP的光催化能力。表明ZnS5-HRP是一种比较稳定、高效的、具有一定应用前景的可见光光催化剂。

增强多孔纳米红磷的光氧化和光还原性能

通过水热法获得了多孔纳米结构的红磷,其中水热处理24 h所得的红磷(H-RP24h)具有最高的光催化活性,光氧化罗丹明B(RhB)和光还原Cr(Ⅵ)的速率常数分别是9.2×10^-2和3.4×10^-2 min^-1,是商业红磷的23和26倍。进一步研究发现水热处理减小了红磷的尺寸、增强了光响应、提高了光生电子和空穴(h^+)的分离,从而提高了它的光催化活性。通过自由基捕获实验发现在光降解反应过程中起主要作用的活性物种是h+和超氧自由基。

红磷光催化材料的研究进展

红磷作为一种可见光响应的半导体光催化剂,具有廉价易得、化学性质稳定、低毒以及合适的带隙等优点,但也存在商业红磷比表面积小以及光生电子-空穴对复合严重等问题,需要对其进行改性以提高光催化性能。本文着重评述了红磷在形貌调控、表面修饰、复合调控和构建异质结等改性手段方面的研究进展以及改性催化剂在降解有机污染物、分解水制氢等方面的应用。最后指出未来的研究方向在于同时用多种手段改性、拓展红磷在光催化领域的应用和深入进行机理探索等方面。

海藻酸钠-锌自修复水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能（英文）

废水处理中迫切需要制备多重刺激响应和具有自修复性能的吸附剂。基于此,本文选择海藻酸钠(ALG)和锌离子(Zn2+)为原料,通过一步法快速(仅2s)制备了超分子水凝胶。所制备的水凝胶显示出多重刺激(pH、金属盐等)响应性和自修复性能,这对吸附有机污染物至关重要。选择亚甲基蓝(MB)为模型染料研究了水凝胶的吸附性能。水凝胶对MB的最大吸附量为5. 3mg/g,对低浓度污染物具有良好的吸附能力(去除率超过80%)。吸附动力学均符合准二级动力学方程,Freundlich模型能很好地拟合等温吸附过程,表明ALGZn水凝胶对MB的吸附以多层吸附为主。制备出的ALG-Zn水凝胶适合作为吸附剂应用于废水处理。